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1.
白桦HSFA4转录因子的克隆及耐盐功能分析 总被引：2，自引：0，他引：2
《林业科学》2020,(5)
【目的】热激转录因子(HSF)在植物对非生物胁迫应答中起重要的调节作用。本研究拟从白桦中克隆获得HSFA4基因(命名为BpHSFA4),研究该基因的抗逆功能,为该基因用于林木基因工程育种奠定理论基础。【方法】在白桦转录组中筛选获得1条HSFA4基因,通过RT-PCR克隆获得BpHSFA4基因序列。利用生物信息学工具进行序列分析。利用实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)分析不同逆境胁迫下BpHSFA4基因在白桦叶、茎和根中的表达模式。构建植物过表达载体pROKⅡ-BpHSFA4和抑制表达载体pFGC5941-BpHSFA4,进行白桦瞬时转化,同时以pROKⅡ瞬时侵染白桦作为对照。分析NaCl胁迫下不同瞬时转化白桦株系的MDA、H_2O_2、SOD、POD、相对电导率及二氨基联苯胺(DAB)、氯化硝基四氮唑蓝(NBT)及伊文思蓝(Evans blue)染色情况,以综合评定BpHSFA4基因的耐盐功能。【结果】BpHSFA4基因cDNA全长为1 170 bp,编码389个氨基酸,编码蛋白的相对分子量为44.15 kDa,理论等电点为5.14,具有典型HSF结构域。非生物胁迫(NaCl、PEG_(6000)、镉、高温和低温)条件下和激素(ABA、GA_3和JA)处理下,BpHSFA4基因的表达均发生了不同程度的改变,且每种处理后至少有1个时间点发生了明显上调或者下调,其中盐胁迫下表达变化尤为明显。3种瞬时表达白桦株系中的BpHSFA4基因的表达分析结果显示成功获得了瞬时过表达转基因株系(OE)和抑制表达转基因株系(SE)。进一步对不同转基因白桦株系的生理指标和生理染色进行分析,结果显示:Na Cl胁迫条件下,过表达BpHSFA4植株H_2O_2含量、MDA含量和相对电导率明显低于对照植株,抑制表达BpHSFA4植株的H_2O_2含量、MDA含量和相对电导率则明显高于对照植株;过表达BpHSFA4植株的SOD活性和POD活性明显高于对照植株,而抑制表达BpHSFA4植株的SOD活性和POD活性明显低于对照株系;NBT、DAB染色结果与H_2O_2含量测定结果一致,显示OE植株的着色明显比对照植株浅,而抑制表达株系着色明显比对照植株深,Evans blue染色结果和MDA含量测定结果一致。【结论】BpHSFA4基因能对非生物胁迫(NaCl、PEG_(6000)、镉、高温和低温)和激素(ABA、GA_3和JA)处理做出应答,特别是盐胁迫条件下,应答强烈,该基因可能参与白桦耐盐胁迫应答。在盐胁迫条件下,瞬时过表达BpHSFA4基因株系能通过提高SOD和POD等保护酶的活性从而增强活性氧清除能力、降低膜脂氧化程度,减少细胞受损或细胞死亡,进而提高白桦的耐盐能力。本研究初步证实BpHSFA4基因是一个耐盐胁迫应答候选基因。 相似文献
2.
刚毛柽柳NAC24基因的表达及抗逆功能分析 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】NAC类转录因子是植物特有的最大的转录因子家族之一,广泛参与植物的生长发育过程,并在植物响应盐、干旱等多种非生物胁迫的过程中发挥至关重要的调控作用。本研究拟从盐生木本植物刚毛柽柳中克隆获得一个NAC转录因子基因,研究该基因的耐盐、抗旱功能,以期为研究木本植物NAC转录因子的抗逆分子机制奠定理论基础。【方法】在刚毛柽柳NaHCO_3胁迫转录组数据库中筛选获得一个NAC转录因子基因,将其命名为ThNAC24(GenBank登陆号:KF031949)。利用生物信息学工具将其与其他9个物种的NAC蛋白进行多序列比对,与拟南芥105个NAC蛋白进行进化树分析。分别用300 mmol·L-1 NaCl和400 mmol·L-1甘露醇对刚毛柽柳进行胁迫,在胁迫6、12、24和48 h后分别取刚毛柽柳根及叶组织。通过实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR)技术分析盐、干旱胁迫下ThNAC24基因在不同胁迫时间点及不同组织的表达情况,初步鉴定其是否响应盐、干旱胁迫。为进一步研究ThNAC24基因的抗逆功能,分别构建植物过表达(pROKⅡ-ThNAC24)及抑制表达(pFGC5941-ThNAC24)载体。利用农杆菌介导的高效瞬时遗传转化体系获得ThNAC24基因瞬时过表达(OE)、抑制表达(IE)及对照(Control)刚毛柽柳植株。在盐、干旱胁迫下分析比较了ThNAC24基因瞬时过表达、抑制表达及对照刚毛柽柳植株的二氨基联苯胺(DAB)和氯化硝基四氮唑蓝(NBT)染色情况,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,及电解质渗透率、失水率及丙二醛(MDA)含量,鉴定ThNAC24基因的耐盐、抗旱功能。【结果】ThNAC24基因的开放阅读框为1 023 bp,编码340个氨基酸。多序列比对结果显示ThNAC24在N端的氨基酸序列相似度比较高,具有NAC家族的序列特征;系统进化树分析结果显示ThNAC24与ANAC103和ANAC082的亲缘关系较近。qRT-PCR结果显示:盐胁迫下,ThNAC24基因上调表达,在根组织中胁迫12 h表达量最高,而叶组织中胁迫24 h的表达量最高;干旱胁迫下,ThNAC24基因上调表达,在根组织中胁迫6 h表达量最高,在叶组织中胁迫12 h的表达量最高。ThNAC24基因在刚毛柽柳根和叶组织中均有表达且响应盐和干旱胁迫。过表达ThNAC24基因显著降低了刚毛柽柳H_2O_2和超氧阴离子含量,增强了POD和SOD酶的活性,从而减少活性氧(ROS)的积累。过表达ThNAC24基因能够降低刚毛柽柳在逆境胁迫下的电解质渗透率、失水率及MDA的积累,从而保护细胞膜结构的完整性。【结论】刚毛柽柳ThNAC24基因能够响应盐、干旱胁迫,过表达ThNAC24基因植株通过增强POD和SOD活性,进而提高ROS清除能力,减少细胞受损或死亡,从而提高刚毛柽柳的耐盐及抗旱能力。 相似文献
3.
【目的】细胞扩展蛋白(EXP)作为植物细胞壁的重要组成部分,参与种子萌发、营养器官发育、果实成熟、器官脱落、植物抗逆等植物生长发育过程中的多个环节。通过研究蜡梅细胞扩展蛋白基因CpEXP1启动子活性功能,为研究CpEXP1基因在蜡梅生长发育过程中的功能提供理论依据。【方法】以蜡梅‘磬口素心’为材料,通过hi-TAIL PCR法从蜡梅基因组DNA中克隆CpEXP1基因上游调控序列,利用生物信息学软件,分析CpEXP1基因启动子序列中潜在的顺式调控元件。构建该基因与GUS报告基因融合的植物表达载体,利用农杆菌介导的叶盘法在烟草叶片中进行启动子活性的瞬时表达研究,并进一步利用花序侵染法在拟南芥中进行稳定表达,利用GUS组织化学染色和GUS报告基因的实时荧光定量PCR检测,分析CpEXP1基因启动子的活性。【结果】获得了长度为2 485 bp的蜡梅细胞扩展蛋白基因CpEXP1上游调控序列(GenBank Accession:MG452931),序列分析表明该启动子中除含有核心元件TATA-box和CAAT-box外,还包含多个与植物非生物胁迫及组织特异表达相关的顺式作用元件。在烟草中的瞬时表达分析表明该启动子具备驱动报告基因GUS表达的功能。进一步对转基因拟南芥植株的GUS组织化学染色和GUS基因表达分析结果显示,CpEXP1基因启动子在转基因拟南芥种子萌发初期活性较强,在子叶以及幼苗真叶中未检测到GUS活性;在花和根中活性较弱;在成熟叶片中可以检测到GUS活性,特别是在衰老叶片叶柄脱落区表达强烈。此外,该启动子在幼果中具有较强活性,随后启动活性逐渐下降,成熟果荚中仅在果柄脱落处能够检测到GUS活性。同时,转基因拟南芥植株中的CpEXP1基因启动子活性受高温(42℃)、低温(4℃)和水杨酸(SA)诱导,特别是对低温胁迫响应强烈,在4℃低温处理后,转基因拟南芥叶片中GUS基因的表达量是处理前的的8.7倍。【结论】CpEXP1基因启动子在转基因拟南芥不同发育阶段、不同器官中的活性具有明显差异,推测该启动子可能在种子发芽、叶片脱落以及果实脱落中发挥作用,同时CpEXP1基因启动子活性可被不同非生物胁迫诱导,可能参与植物抵御非生物胁迫的调控途径。 相似文献
4.
以油橄榄幼苗为材料,在旱棚盆栽条件下进行苗期干旱胁迫试验。对株高、脯氨酸含量、可溶性蛋白、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性进行了测定。结果显示:进行模拟干旱胁迫后,株高、脯氨酸、可溶性蛋白及SOD含量无明显变化;可溶性糖、CAT、MDA、POD含量逐渐升高。研究表明,在不同程度的干旱胁迫条件下,油橄榄幼苗的生长受到一定程度的抑制,但能够通过调节自身的保护酶系统活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,从而表现出一定的抗旱耐旱潜力。 相似文献
5.
《林业科学》2017,(11)
【目的】通过对巨桉非生物逆境响应相关基因EgrZFP6(Eucgr.A01232)蛋白结构和基因功能的初步研究,探讨该基因在巨桉非生物逆境响应中所发挥的作用,为桉树抗逆育种提供理论基础。【方法】首先利用CDD在线软件分析EgrZFP6编码蛋白序列的结构域,并利用NCBI中的Blast软件搜索与EgrZFP6蛋白序列相似程度较高的其他物种中ZFP蛋白,用Clustalx进行多序列比对,联合分析、比较它们的结构域。然后,构建EgrZFP6∷s GFP融合载体,采用基因枪轰击洋葱表皮方法对EgrZFP6蛋白表达进行亚细胞定位;同时,构建35S∷EgrZFP6超表达载体,采用花序侵染法进行拟南芥遗传转化;对获得的超表达拟南芥转基因纯合株系,分析其正常条件、低温、干旱和高盐等非生物逆境处理下的表型变化;利用酵母双杂交法筛选到与EgrZFP6互作蛋白Egr ERF4(Eucgr.F01164),并对低温、干旱和高盐等非生物胁迫下巨桉植株中Egr ERF4的表达情况用实时荧光定量RT-PCR方法进行分析。【结果】巨桉EgrZFP6编码蛋白为1个典型C2H2型锌指结构蛋白,有2个包含QALGGH序列的植物特有锌指结构域,1个乙烯响应元件结合因子相关双性抑制子EAR基序和1个L-box基序;亚细胞定位结果表明EgrZFP6表达蛋白定位在细胞核中;与野生型对照相比,EgrZFP6超表达的拟南芥转化植株中,主根伸长生长受到一定抑制,对低温敏感性增强,PEG(1 g·L-1以上)处理能促进侧根增加和伸长,植株根伸长对高盐抑制作用的耐受性有一定程度提高。乙烯响应相关转录因子基因Egr ERF4编码蛋白能够与EgrZFP6编码蛋白互作;正常巨桉植株不同低温(-8,-4,0,4℃)2 h处理下,除-8℃外,Egr ERF4表达均呈现被诱导趋势;4℃低温不同时间(0.5,2,6,12,24,48 h)处理下,基因也被诱导表达;干旱条件下,随处理时间延长,基因表达被严重抑制,而高盐(200 mmol·L-1)胁迫则能促进Egr ERF4表达。【结论】EgrZFP6转录因子可能通过与Egr ERF4互作参与巨桉低温、高盐和干旱胁迫响应。在低温胁迫下发挥负调控作用;而在干旱和高盐逆境条件下能通过改变植株根构型,一定程度上提高对逆境的适应能力。 相似文献
6.
通过研究干旱胁迫对光叶珙桐幼苗抗氧化酶系统相关物质的影响,以探究光叶珙桐幼苗对干旱胁迫的适应能力。设置对照组、5%、10%、15%、20%PEG-6000梯度浓度对3年生光叶珙桐幼苗进行干旱胁迫处理,提取叶片中RWC、SOD、POD和CAT和MDA进行比较研究。结果表明:(1)随着光叶珙桐幼苗遭受干旱胁迫程度加剧与胁迫时间的延长,叶片中RWC急剧减少,SOD、POD与CAT酶活均先上升后下降,MDA含量先下降后上升;(2)SOD变化不显著,在光叶珙桐抗旱机制中发挥的作用最小;而POD活性和CAT活性均变化明显,二者协同作用,在不同程度的胁迫下分别起到清除自由基的作用,以降低自由基对植株造成伤害;(3)POD活性在24h轻度胁迫处理下高出CK组409.14%,CAT在重度胁迫处理下高出CK组191.49%,二者在严重胁迫(20%PEG)处理下又降至接近CK组水平,说明POD在轻度胁迫时POD发挥其保护作用,随着干旱胁迫程度的加剧,CAT发挥着保护膜脂的主要作用,在严重胁迫下二者活性均降低;(4)MDA含量先下降后上升,说明在干旱胁迫初期,在保护酶协同作用下减少了MDA的生成,在严重胁迫处理时含量积累升高到CK组含量的29.86%,表明随胁迫程度的加剧保护酶活性受到明显抑制。光叶珙桐对干旱胁迫较为敏感,水因子成为光叶珙桐生长的主要限制条件。 相似文献
7.
《西部林业科学》2015,(6)
采用人工气候室模拟低温环境,研究不同浓度的外源硼酸钠对桂花幼苗抗寒性的影响。结果显示:在4℃低温胁迫下,随时间的延长,外源硼酸钠处理桂花叶片MDA含量和可溶性蛋白含量逐渐升高,游离脯氨酸、可溶性糖含量以及SOD、CAT酶活性变化趋势为先上升后下降,POD活性持续上升;外喷0.5%~1%浓度的硼酸钠可显著减少桂花叶片MDA含量,增加游离脯氨酸,促进可溶性蛋白和可溶性糖的积累,提高SOD、POD、CAT抗氧化酶活性;0.5%浓度的硼酸钠可促进植株纵向生长,1%~2%浓度的硼酸钠对低温胁迫下桂花幼苗纵向生长产生一定的抑制作用,且浓度越高抑制性越强。低温胁迫对桂花幼苗产生一定程度的伤害,适当浓度外源硼酸钠处理可以有效缓解低温胁迫对桂花叶片的伤害,提高桂花幼苗的抗寒性。 相似文献
8.
【目的】 TATA框结合蛋白相关因子TAF10作为基本转录因子之一,在生长发育和胁迫响应过程中发挥着广泛的、重要的生物学作用。对蜡梅中TAF10同源基因 CpTAF10的克隆与功能分析,有利于丰富对植物TAFs基因功能的认识,并为解析蜡梅抗逆形成的转录调节机理提供新的理论依据。【方法】以转录组数据库中获得的蜡梅TAFs家族基因序列,克隆得到 CpTAF10基因的cDNA序列,并对其编码蛋白进行序列特征和进化树分析。采用实时荧光定量PCR 技术分析 CpTAF10基因在蜡梅不同组织及花期中的表达特性,以及高温、低温、盐胁迫及ABA处理后的表达变化。同时,构建 CpTAF10基因的过表达载体,采用花序侵染法进行拟南芥遗传转化,对拟南芥转基因纯合株系进行表型观察和胁迫耐性分析。【结果】获得的 CpTAF10基因 cDNA序列为712 bp,包含405 bp的开放阅读框(ORF),编码134个氨基酸,蛋白理论分子量为15.21 kDa,预测的等电点pI值为5.19。CpTAF10蛋白序列与其他植物同源序列具有较高的同源性,蛋白多序列比对显示CpTAF10蛋白属于TAF10同源蛋白,并含有组蛋白折叠结构域。表达特性分析结果发现,CpTAF10基因在蜡梅的根、茎、子叶、幼叶、成熟叶和花6个不同组织中均有不同程度的表达,其中,在成熟叶中的表达量最高。 CpTAF10在蜡梅花朵的不同花期中,呈现出波动的表达模式,在衰老期表达量最高。在低温、盐胁迫和ABA处理的蜡梅叶片中均能被诱导表达,但其表达变化各不相同。在拟南芥中过表达 CpTAF10基因可提高盐胁迫下拟南芥种子的萌发率,相对于野生型植株,转基因植株的主根和侧根在盐胁迫下均表现出一定的生长优势。【结论】 CpTAF10基因能在低温、盐胁迫和ABA处理后诱导表达,可能参与蜡梅逆境胁迫耐性的分子调控。在拟南芥中过表达 CpTAF10基因显著提高了转基因拟南芥的萌芽率及主根和侧根的生长优势,在一定程度上可增强植物的盐胁迫耐性。 相似文献
9.
为研究低温冻害对杉木的影响、探索杉木对低温胁迫的响应机制,以杉木优良无性系的组培苗为材料,在4℃条件下进行低温处理,研究过氧化物酶（POD）活性、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛（MDA）含量等与低温响应相关的生理生化指标的动态变化。结果表明：低温胁迫导致 POD 活性和可溶性糖含量均呈现先上升后下降的趋势,游离脯氨酸和丙二醛（MDA）随着胁迫的进行其含量一直升高。说明了高活性的 POD 和高浓度的可溶性糖、游离脯氨酸有助于杉木体胚再生植株抵抗低温环境,但低温会破坏细胞膜结构,因此产生大量膜脂过氧化产物-MDA。 相似文献
10.
[目的 ]分析PeERF1基因在胡杨干旱胁迫下的作用和PeERF1转基因植株抗旱的生理适应机制,为进一步研究该基因在木本植物中的抗旱调控机制奠定基础。[方法 ]以胡杨为材料进行20%PEG6000模拟干旱（0、12和24 h）处理,对胡杨PeERF1基因进行时空表达模式分析。以非转基因（WT）、过表达35S::PeERF1转基因植株（PE）、显性抑制35S::PeERF1-SRDX转基因植株（SE）为试验材料,采用不同浓度PEG6000（对照组,20%）处理WT、PE和SE模拟干旱胁迫,并对其进行表达模式、生长性状和生理指标分析。[结果 ]研究结果表明PeERF1基因在胡杨叶中的表达水平最高,其次是茎和根。在正常状态下,转基因植株和WT生长性状、叶绿素含量、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）和过氧化物酶（POD）含量变化不大。在20%PEG6000处理后,PE转基因植株比WT表现出更好的生长状态,PE转基因植株的叶绿素含量、CAT和POD含量高于WT,PE转基因植株MDA含量低于WT。而SE转基因植株则表现出相反的性状。[结论 ]本研究结果初步显示干旱胁迫下,PeERF1基因转基因... 相似文献
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【目的】为实际栽培中利用外源激素提高川黄柏苗期成活率提供参考。【方法】以1年生川黄柏幼苗为试材，在自然渍水及干旱胁迫下，采用不同浓度的外源GA3进行不同周期的喷施处理，测定分析各处理下川黄柏幼苗渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、抗氧化剂含量和膜脂过氧化产物含量等生理指标的变化特征。【结果】在渍水胁迫下，外源喷施GA3溶液提高了川黄柏可溶性糖、可溶性蛋白和还原型谷胱甘肽(GSH)的含量，增加了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性，且与对照组相比差异显著(P <0.05)，丙二醛(MDA)含量总体呈增加趋势，但与对照组相比差异不显著(P> 0.05)。复水后0～2 d，干旱胁迫下的对照组及GA3处理组(200 mg/L，喷施间隔30 d)植株各生理指标均逐步恢复正常，受间断降水影响；复水后3～5 d，对照组及GA3处理组植株各生理指标出现反复变化。复水后0～5 d时，与对照组相比，GA3处理提高了植株的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、S... 相似文献
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外源柠檬酸对铝胁迫下马尾松生理特性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究受铝毒的马尾松幼苗施加外源柠檬酸后的一系列生长及生理特性变化,确定柠檬酸最佳缓解浓度,揭示柠檬酸缓解马尾松铝毒的生理机制,为土壤酸化地区马尾松的生长提供理论依据。【方法】以2种不同家系马尾松幼苗(耐铝型FJ5、铝敏感型GD20)为试验材料,采用水培法研究不同浓度柠檬酸对铝胁迫下马尾松幼苗株高增量、根系形态及其针叶中抗氧化酶[过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)]活性、活性氧(H_2O_2和O_2~(-·))、渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸)和丙二醛含量的影响,并运用主成分分析法探讨外源柠檬酸缓解马尾松铝毒过程中起主导作用的生理指标。【结果】铝胁迫下2种家系马尾松幼苗根系总长、表面积、体积、直径及株高增量均降低,针叶内抗氧化酶活性增强,H_2O_2、O_2~(-·)、MDA和渗透调节物质含量均有所升高。经柠檬酸处理后,2种家系马尾松根系总长、表面积、体积、直径及株高增量均有所增加,其针叶内抗氧化酶活性增强,H_2O_2、O_2~(-·)、MDA和渗透调节物质含量均相应减少,且GD20变化幅度大于FJ5。主成分分析得出第一主成分中各指标贡献率大小为MDAH_2O_2脯氨酸GR。【结论】活性铝对马尾松幼苗生长产生一定的毒害作用;外源柠檬酸能有效缓解马尾松的铝毒作用,且对铝敏感型马尾松的缓解效果好于耐铝型。柠檬酸缓解铝毒的效果因浓度不同而存在差异,0.02 mmol·L-1的柠檬酸解毒效果最佳,当浓度大于0.08 mmol·L-1时,缓解效果受到抑制。MDA和H_2O_2可能是外源柠檬酸缓解铝毒作用的关键指标。 相似文献
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【目的】钙离子依赖型脱氧核糖核酸酶(CDD)具有消化单链和双链DNA的活性,但CDD对水分等胁迫的响应尚未明确。本研究以CDD转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱和高盐胁迫条件下CDD在84K杨生长中的作用,探讨CDD对干旱和高盐胁迫的响应,可为揭示杨树CDD基因在抗逆中的作用提供参考。【方法】以过表达PtoCDD和敲除PagCDD转基因银腺杨84K组培苗为材料,对其进行模拟干旱和高盐处理,分析其受干旱、高盐非生物胁迫条件下的表型变化,包括植株高、不定根数目。通过切片观察,分析不同处理条件下茎段木质部大小变化。利用qRT-PCR分析在不同处理条件下CDD转基因植株中水通道蛋白基因(PIP)的表达。【结果】与84K对照相比,在正常条件下CDD转基因植株株高没有显著差异,而干旱、高盐条件下CDD缺失突变体植株显著高于对照和CDD过表达植株,而过表达植株极显著低于对照及突变体。说明CDD过表达增强了杨树对干旱、高盐的敏感性,而敲除CDD后降低了杨树对干旱、高盐的敏感性。组织切片分析显示,在正常条件下木质部细胞层数呈现CDD过表达对照84KCDD缺失突变体,而在干旱、高盐条件下木质部细胞层数为CDD过表达对照84K CDD缺失突变体。表明CDD参与了木质部细胞分化过程,并当受到干旱、高盐胁迫时,CDD的表达对木质部分化过程的影响尤为明显。不定根数目统计显示,在正常条件和高盐条件下植株不定根数目呈现为CDD缺失突变体对照84KCDD过表达,且差异均达到显著水平或极显著水平,而干旱条件下差异不显著。表明CDD差异表达引起的不定根数目上的变化在一定程度上反映了杨树对干旱和高盐胁迫的敏感性。qRT-PCR分析显示,CDD过表达和CDD缺失突变体植株中均表现出多个PIP基因诱导高表达。表明CDD的表达变化可引起PIP基因不同成员的诱导表达,从而改变杨树的水分利用。【结论】杨树CDD的缺失或过量表达引起不定根数目的变化,同时改变了杨树的水分利用,影响对干旱和高盐胁迫的敏感性,导致胁迫下生长的变化。上述结果表明CDD参与杨树响应干旱和高盐胁迫过程。 相似文献
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《林业科学》2017,(7)
【目的】脯氨酸在植物对盐和干旱胁迫应答中起重要的渗透调节作用,增加植物体内脯氨酸含量可以提高植物抗逆性。吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)是合成脯氨酸的重要还原酶,本研究拟从抗旱耐盐植物刚毛柽柳中克隆获得1个ThP5CR基因,研究该基因的抗逆功能,为该基因用于林木基因工程育种奠定理论基础。【方法】以"Pyrroline 5 Carboxylate Reductase"作为关键词,对实验室前期构建的刚毛柽柳转录组序列进行比对查找获得ThP5CR基因c DNA序列,并通过RT-PCR和测序验证克隆获得的ThP5CR基因序列。利用生物信息学工具进行序列分析。利用Real time RT-PCR分析不同逆境处理下ThP5CR基因在刚毛柽柳根和叶中的表达情况。为了进一步分析ThP5CR基因的抗逆功能,构建了植物过表达载体pROKⅡ-ThP5CR,并进行刚毛柽柳瞬时转化,同时以pROKⅡ瞬时侵染刚毛柽柳作为对照。分析比较Na Cl和甘露醇胁迫后2种瞬时转化刚毛柽柳的脯氨酸、MDA、H2O2含量和二氨基联苯胺(DAB)、氯化硝基四氮唑蓝(NBT)及伊文思蓝(Evans blue)染色情况,以综合评定ThP5CR基因的抗逆功能。【结果】ThP5CR基因编码273个氨基酸,编码蛋白分子量为28.29 k Da,理论等电点为9.22。含有典型的NADP结构域和P5CR二聚体结构域。2种胁迫(Na Cl和PEG6000)和3种激素(ABA、GA3和JA)处理后,刚毛柽柳ThP5CR基因的表达都发生了不同程度的改变,且每种处理后至少有1个时间点发生了明显改变。此外,Na Cl胁迫、PEG6000胁迫和ABA激素处理对ThP5CR基因的表达产生的影响更为显著。对2种瞬时表达刚毛柽柳植株中ThP5CR基因的表达分析显示成功获得瞬时过表达转基因株系(标记为OX)。进一步的生理指标和生理染色结果显示,非胁迫条件下,过表达植株脯氨酸含量高于对照植株(标记为Con);150 mmol·L-1Na Cl和200 mmol·L-1甘露醇胁迫后,2种转基因株系脯氨酸含量差异则更显著;NBT、DAB染色和H2O2含量测定结果显示,OX植株的O-·2和H2O2含量明显低于对照;而Evans blue染色结果和MDA含量测定表明,与对照相比,过表达ThP5CR植株着色更浅、MDA含量更低。【结论】ThP5CR基因能对Na Cl、PEG胁迫和ABA等激素处理做出应答,可能参与了刚毛柽柳抗旱耐盐胁迫应答。在150 mmol·L-1Na Cl和200 mmol·L-1甘露醇胁迫下瞬时过表达ThP5CR植株可通过增加脯氨酸含量增强细胞内清除活性氧能力,使O-·2和H2O2的积累减少,从而减少细胞受损或细胞死亡,增强植物的抗逆性。本研究初步证实ThP5CR基因是一个逆境胁迫应答候选基因。 相似文献
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【目的】多胺广泛存在于植物体内,参与调节植物发育过程以及胁迫响应,S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶（SAMDC）是多胺合成途径的关键限速酶。本研究以SAMDC转基因银腺杨84K为材料,分析在干旱胁迫下SAMDC对杨树生长的影响,探讨SAMDC在林木响应干旱中的作用,为揭示多胺在杨树抗逆性方面的作用提供参考。【方法】以生长3个月的银腺杨84K及其PagSAMDC4a过表达转基因株系的土培苗为试验材料进行干旱处理,观察植株表型,并对多胺含量、H2O2含量、叶片相对含水量、叶片失水率、电解质渗透率等生理指标进行分析。【结果】PagSAMDC4a过表达银腺杨84K株系PagSAMDC4a-OE#3、PagSAMDC4a-OE#15、PagSAMDC4a-OE#17的内源亚精胺、精胺含量都显著高于未转基因植株,且PagSAMDC4a-OE#17株系内源腐胺、亚精胺、精胺含量分别是未转基因植株的1.95、3.43、1.32倍。正常条件下,过表达PagSAMDC4a植株的叶片表型、叶片相对含水量和电解质渗透率与未转基因植株无显著差异,而过表达株系PagSAMDC4a... 相似文献
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[目的]研究外源ABA处理对H_2O_2胁迫下侧柏幼苗活性氧代谢系统的影响,探讨ABA调控侧柏氧化胁迫的可能作用机制。[方法]以侧柏幼苗为试验材料,采用水培方式,研究外施低浓度(0.5μmol·L~(-1))和高浓度(200μmol·L~(-1))ABA对100 mmol·L~(-1)H_2O_2胁迫下侧柏幼苗活性氧代谢的影响。[结果](1)100 mmol·L~(-1)H_2O_2胁迫48 h显著增加了侧柏幼苗叶片过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)和脯氨酸含量、抗氧化物酶(SOD和CAT)活性,而可溶性蛋白含量降低。(2)相较于高浓度200μmol·L~(-1)ABA,施加0.5μmol·L~(-1)ABA显著减少了H_2O_2胁迫下侧柏幼苗H_2O_2和MDA的积累,进一步提高了侧柏幼苗叶片SOD、POD和CAT活性,同时促进GSH、脯氨酸和可溶性蛋白的合成。(3)100 mmol·L~(-1)H_2O_2胁迫处理48 h,侧柏幼苗叶片活性氧代谢相关基因Cu/Zn-SOD、CAT、GR、APX、MDAR和GST表达水平较对照CK均有显著性提高;正常和H_2O_2胁迫下侧柏幼苗外施0.5μmol·L~(-1)ABA相较于200μmol·L~(-1)更有利于提高侧柏叶片活性氧代谢相关基因Cu/Zn-SOD、CAT、GR、APX、MDAR和GST的表达量。[结论]低浓度0.5μmol·L~(-1)ABA有效地增强抗氧化系统的防御能力,减弱幼苗的氧化胁迫和膜脂过氧化水平,从而降低活性氧对侧柏的伤害。 相似文献
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《西部林业科学》2019,(5)
为研究猴樟和香樟幼苗的耐盐碱能力,以一年生猴樟和香樟幼苗为材料,采用0、50mmoL/L、100mmoL/L、300mmoL/L的Na_2CO_3和NaHCO_3(物质的量比为1︰1)混合溶液进行处理,测定幼苗叶片的SPAD值、MDA含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量。结果表明:在50mmoL/L盐碱胁迫处理条件下,香樟幼苗叶片SPAD值和MDA含量均高于对照,但与对照差异不显著,SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著高于对照(P0.05);在100mmoL/L盐碱胁迫处理条件下,猴樟幼苗叶片SPAD值和MDA含量均高于对照,但与对照差异不显著,SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著高于对照(P0.05);在300mmoL/L盐碱胁迫处理条件下,猴樟和香樟幼苗叶片的SPAD值、SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著降低(P0.05),其MDA值显著提高(P0.05);随着盐碱胁迫程度的增加,猴樟和香樟的耐盐碱性综合评价值D均呈现先增加后降低的趋势,猴樟幼苗的综合评价值D在100mmoL/L盐碱胁迫处理条件下达最大值,而香樟的在50mmoL/L盐碱胁迫处理条件下达最大值;在同一盐碱胁迫处理条件下,猴樟的综合评价值D均高于香樟。实验结果表明,猴樟和香樟幼苗均能耐低浓度盐碱胁迫,猴樟幼苗的耐盐碱能力优于香樟。 相似文献
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【目的】通过比较转水通道蛋白基因Pt PIP1;3(Gen Bank登录号:MN795092 ptopip1.3)的84K杨与野生型植株的光合作用对干旱及复水的响应,分析该过程的限制因素,以期深入了解水通道蛋白PIP1在干旱胁迫及复水过程中对CO_2导度的调节作用及其对光合作用的影响。【方法】以杂交杨84K野生型及转Pt PIP1;3基因植株为研究对象,进行重度干旱胁迫(土壤含水量达到田间持水量的35%)及复水处理,测定气体交换及叶绿素荧光各个指标,计算叶肉导度(g_m)等参数,进而分析水通道蛋白在干旱条件及复水后对CO_2导度和光合作用的调节作用。【结果】转Pt PIP1;3基因84K杨在正常浇水下净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)和蒸腾速率(Tr)显著高于84K野生型。干旱胁迫至第6天,野生型和转基因植株光合作用都开始下降,且转基因植株光合作用下降速度更快,至第7天降到野生型同样的水平。干旱处理的第7～10天,转基因植株和野生型植株的g_s、g_m和P_n均显著低于各自对照(正常浇水植株),光化学淬灭(q_P)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))、电子传递速率(J_(flu))、最大羧化速率(V_(cmax))和最大电子传递速率(J_(max))也显著降低,此时2种植株的光合作用都主要受到叶肉导度的限制。在复水的3天过程中,转基因植株的光合作用恢复速度更快,而且叶绿素荧光参数能够恢复到正常水平,期间光合作用主要受到叶肉导度的限制;而野生型植株的光合参数以及叶绿素荧光参数都未完全恢复,其光合作用除了受到叶肉导度的限制外,还受到光合作用中生物化学过程的限制。【结论】叶肉导度是转水通道蛋白基因及野生型84K杨干旱胁迫和复水过程中光合作用的主要限制因素。在干旱胁迫后水通道蛋白基因过表达的转基因杨树光合作用恢复迅速,包括光系统Ⅱ性能的恢复,这有助于杨树适应自然界中经常发生的阶段性干旱胁迫。 相似文献
20.
《林业实用技术》2021,(4)
以‘黑比诺’葡萄幼苗为试验材料,利用人工气候箱模拟高温环境,研究高温胁迫下外源褪黑素预处理对葡萄幼苗叶片中丙二醛MDA含量、渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白)含量以及抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性的影响,以期探明褪黑素与葡萄耐热性之间的关系,为葡萄生产上进一步应用褪黑素提供理论指导。结果表明,高温处理下,葡萄幼苗叶片中MDA含量显著增加,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量等渗透调节物质提高,SOD、POD和CAT活性也显著增强;同时,外源褪黑素预处理能显著降低高温胁迫下葡萄幼苗叶片中MDA含量,增强葡萄幼苗叶片中SOD、POD和CAT活性,提高脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量。由以上可知,外源褪黑素可通过提高抗氧化酶的活性及渗透调节物质的含量,降低膜质过氧化水平,保护脂膜的完整性,从而增强葡萄幼苗抵抗高温胁迫的能力。 相似文献